Nanoteknoloji Nedir?

1 ila 100 nanometre arasında değişmekte olan boyutlarda yapılan teknoloji, mühendislik ve bilim çalışmalarına nanoteknoloji adı verilmektedir. Nanoteknolojinin babası olarak Fizikçi Richard Feynman anılmaktadır. Nanoteknoloji ve nanobilim; biyoloji, kimya, fizik, mühendislik ve madde bilim gibi alanlarda uygulama gösterebilen çok küçük ölçekte yapılmakta olan çalışmalar bütününü ifade etmektedir.

Nanoteknolojinin Ortaya Çıkışı

Nanoteknoloji ve nanobilim fikir ve konsep itibariyle ilk olarak; nanoteknoloji teriminin ortaya çıkmasından oldukça uzun zaman önceye, 1959 yılında CalTech olarak bilinen Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde düzenlenmiş olan Amerikan Fizik Topluluğu toplantısında, “There’s Plenty Of Room At The Bottom” (Aşağıda Daha Çok Yer Var) başlıklı konuşmada, nanoteknolojinin babası olarak anılan fizikçi Richard Feynman tarafından dile getirilmiştir. Feynman’ın konuşmasında, her bir molekülü ve her bir atomu ayrı ayrı kontrol edebilecek bir sürecin varlığından bahsedilmiştir. Söz konusu başlangıcın ardından yaklaşık 10 yıl sonrasında; Prof. Norio Taniguchi’nin ultra hassas işlemler alanında yaptığı buluşlardan sonra nanoteknoloji terimi dünyaya kazandırılmıştır. Esas itibariyle nanoteknoloji, 1981 yılında, taramalı tünel mikroskobu vasıtasıyla her bir atomun görülebilmesi sayesinde, temel kazanmıştır.

Nanoteknoloji ve Nanobilimin Temel Konseptleri

Bahse konu olan nanoteknolojinin esasen ne kadar küçük boyutlarda yapılmakta olan bir çalışma olduğunu düşünmek oldukça güç bir konudur. Bir nanometre, metrenin milyarda birine denk gelmektedir. Örnek vermek gerekirse; 1 santimetre, 64 milyon 516 bin nanometreye eşittir. Hayattan bir örnek ile anlatılacak olursa bir yaprak kağıdın kalınlığı, 100 bin nanometreye tekabül etmektedir.

Nanoteknoloji ve nanobilim, molekül ve atomları görme ve kontrol etme yetisine sahiptir. Giydiğimiz kıyafetler, yediğimiz yemekler, evler, yaşanılan binalar ve insan vücudu da dahil olmak üzere dünya ve evrendeki her şey atomlardan meydana gelmiştir. Fakat atom ve molekül gibi oldukça küçük yapıları çıplak gözle görmek mümkün değildir. Öyle ki, söz konusu molekül ve atom gibi parçacıkların ortalama bir okul laboratuarında kullanılmakta olan mikroskoplarla da görülmesi olanaksızdır. Nano boyutlardaki nesneleri görebilmemizi sağlayan mikroskop, yeni bir keşif olarak nitelendirilebilir olarak yaklaşık 30 yıl öncesinde icat edilebilmiştir. Dolayısıyla bilim insanlarının STM adı verilen Taramalı Tünel Mikroskobu ve AFM adı verilen Atomik Güç Mikroskobu gibi gereken araçlara sahip olmasıyla birlikte nanoteknoloji çağı başlamış olmuştur.

Modern nanoteknoloji ve nanobilim, yeni alanlar olsa bile, maddelerin nano boyutlarda kullanımı yüzyıllar öncesine uzanmaktadır. Örneğin; Ortaçağ döneminde kilisenin camlarını renklendirmek için farklı boyutlardaki gümüş ve altın parçacıkları kullanılmıştır. O dönemdeki sanatçılar, söz konusu muazzam eserlerini meydana getirirken uyguladıkları işlemin maddenin yapısındaki değişikliklere sebep olduğunu bilmiyorlardır. Günümüzde ise mühendisler ve bilim insanları, söz konusu maddeleri nano ölçekte değerlendirerek onlardan en büyük faydayı elde etmenin yollarını bulmayı başarmıştır. Bu süreçte, maddelerin dayanıklıklarını, güçlerini, ağırlıklarını, ışık spektrumlarını arttırıp, daha büyük hallerine göre kimyasal tepkimelere çok daha hızlı girmelerini sağlamayı başarmıştır.

Bütün bu bahsedilen teknolojik ve bilimsel gelişmeler oldukça ilgi çekici ve etkileyici olmasının yanında ne işe yaradıklarını anlamak açısından çok daha derinden bir inceleme yapmak gerekmektedir. Öte yandan, moleküllerin, atomların ve hücrelerin hüküm sürdüğü nano ölçekli dünyada; teknoloji ve bilim farklı bir boyut kazanmaktadır.